在科幻片中,飛行在外太空的飛船怎麼人工製造重力?

車工隊隊長


在科幻片中,飛行在外太空的飛船怎麼人工製造重力?

似乎這和科幻片中設定的背景有關,也與導演的科學嚴謹性有關,科幻片中的人工重力製造方式不外乎三種,一種是莫名其妙就有的重力,另一種是旋轉離心力來產生重力的,還有一種是利用加速度產生重力的,只有這三種,我們下面一一來介紹下!

相信不用介紹就知道這是經典的《星際迷航》裡的劇照,而這個是與本劇的時代背景有關的,儘管星際迷航中沒有交代重力產生的原理,但據介紹人類在2063年就實現了曲速引擎,無論是從理論上還是操作上都對空間有了很深的理解,而重力的本質就是空間,如果能從這個源頭上解決重力的來源,那麼無論是什麼結構,只要有這種控制空間的技術,那重力不需要離心力或者加速度等方式模擬是完全沒有問題的!

《火星救援》中的赫爾姆斯號,這個是離心力產生重力的典型代表!從科學邏輯上來說是比較嚴謹的,但根據其比例直徑與旋轉速度,是無法產生足夠重力的,或者如果要產生足夠重力的話旋轉速度將要超過人類感覺舒適的2-3圈/分,因此從理論上來看仍然有所欠缺,但能做到如此邏輯已經讓糊弄大媽混日子的國內電影界已經汗顏不已!!

還有《阿凡達》,這個旋轉的就是值班乘員艙,工作時模擬的重力環境下工作還是非常舒適的,而冬眠艙則處在失重狀態!

當然在冬眠狀態下水還會在意是否失重呢.....

最後一種則是加速型,假如以0.2G加速度一直加速,那麼重力方向就與前進相反的方向,然後加速到飛船的極速之後,將這個乘員艙反一個面再減速,然後不斷持續這個過程就有加速度所產生的重力了!但這種方式極度消耗燃料,只有在沒有燃料消耗焦慮感的旅程中可以如此實施.....

距離我們最接近的是離心力模擬的重力,但即使如此在人類未來的空間計劃中仍然沒有計劃實施,因為以我們人類這點微末道行實在是不足掛齒,我們的火箭無法將如此笨重的結構送上太空,或者成本遠遠不夠,因此在未來相當的時間內,宇航員們仍然還要在失重的狀態下苦苦捱日子....!!


星辰大海路上的種花家



目前,航天飛行中為緩解失重造成不利影響主要採取了以下措施:體育鍛煉、下體負壓、企鵝服、水鹽補充、藥物等。但是,上述這些對抗措施的防護效果都不能滿足長期飛行的需要。

在未來的航天飛行中,人工重力是一種具有潛力和應用前景的多系統綜合性防護措施。

早在19世紀末,載人航天的先驅者奧爾科夫斯就提出利用航天器旋轉產生離心力充當人工重力對抗失重效應的想法。1952年,德國科學家馮·布勞恩設想了一種形似車輪的空間站,在他的設想中,這種空間站能夠很好地解決人工重力的問題。1973年,“天空實驗室”的一名航天員在飛行中通過在直徑6.6m的試驗艙內奔跑,試圖體驗人工重力,最終也以失敗告終。

目前科研工作者提出了2種實現航天器內人工重力的方法

1航天器圍繞自身軸不停旋轉,或者連接航天員的居住艙與航天器某部並使居住艙圍繞一軸不

斷旋轉 產生離心力,從而實現全時性人工重力;

2在航天器內安裝載人離心機設備,通過離心機旋轉實現間斷性人工重力。


鋼鐵滄瀾


在很多嚴謹的科幻片裡,你會發現飛船中間有一節是車輪形或者球形的,並且這一部分還在不停地旋轉,這一部分飛船的船艙其實就是飛船的人造重力裝置。

這種飛船船艙旋轉會對裡面的人產生一個離心力,這個離心力會把人往船艙的外側內壁甩,人在船艙的外壁上,外壁會給人一個支持力,這個支持力會與離心力相等。在離心力的加速度等於地球的重力加速度時,就會製造出一個與地球重力相等的重力環境。(這部分有點學術)

而在太空這種微重力的環境下,是沒有上下這種空間概念的。因此人在這種人造重力下,站在船艙的外側內壁上會以為腳踩的地方就是下面,頭頂就是上邊。

這裡邊的原理其實非常簡單,但是以目前的科技很難實現,因此我們一般只能在科幻片裡見到這一幕。但是在一些不是那麼嚴謹的科幻片裡,飛船上沒這種人造重力設施,宇航員卻能站得住腳,這是很扯淡的。至於是那些電影我就不點出來了,還是觀眾老爺們自己發現吧。

而有些科幻片在這方面就處理得特別好,比如《星際穿越》、《安德的遊戲》還有《太空旅客》等等。

下圖是《太空旅客》中的飛船。

感興趣的小夥伴們可以去看看這些電影。


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